[Feature] Improve scan performance in hot read paths
- Ngôn ngữ chính
- C++
- Star
- 65
- Fork
- 25
- Merge trung bình
- 2 ngày 12 giờ
- Pull request đã merge (30 ngày)
- 80
Mô tả
### Search before asking
- [x] I searched in the [issues](https://github.com/apache/paimon-cpp/issues) and found nothing similar.
### Motivation
Recent profiling of highly concurrent scans has revealed several performance bottlenecks caused by
repeated operations on Arrow-returned `shared_ptr` objects in hot read loops.
Two significant cases have been identified:
1. Manifest readers repeatedly call `StructArray::fields()` while processing individual rows. This
copies `shared_ptr` objects and, with GCC 8.3's libstdc++, can introduce substantial lock
contention through `_Sp_locker`, `pthread_mutex_lock`, and futex waits when multiple workers read
manifests concurrently.
2. Avro decoding calls `ArrayBuilder::type()` for every integer and timestamp value. Because this
method returns `std::shared_ptr` by value, concurrent scans repeatedly modify reference
counts on shared Arrow primitive data types, causing cache-line contention. Profiling showed
`ArrayBuilder::type()` and shared-pointer release operations accounting for a large proportion of
samples after the manifest bottleneck was removed.
This issue tracks the broader effort to identify and eliminate similar shared-pointer operations
from scan hot paths. The goal is to cache immutable Arrow metadata at an appropriate batch, reader,
or builder lifetime, while ensuring caches are invalidated whenever the corresponding Arrow object
tree is replaced.
The expected outcome is lower synchronization and reference-counting overhead under concurrent
scans, allowing CPU time to return to actual decoding, memory copying, and buffer management.
### Solution
_No response_
### Anything else?
_No response_
### Are you willing to submit a PR?
- [x] I'm willing to submit a PR!
Hướng dẫn đóng góp
Hướng nghiên cứu
Bắt đầu bằng cách lập hồ sơ các lệnh gọi StructArray::fields() của manifest reader và các lệnh gọi ArrayBuilder::type() của Avro decoder trong các đường dẫn quét đồng thời. Xác định thời gian tồn tại phù hợp của batch, reader hoặc builder cho metadata Arrow bất biến, sau đó xác minh rằng các cache được vô hiệu hóa khi cây đối tượng Arrow tương ứng được thay thế. Hoàn thành có nghĩa là giảm được chi phí đồng bộ hóa shared-pointer và đếm tham chiếu trong các lần quét đồng thời.
Do mô hình lập chỉ mục viết ra từ nội dung của issue.
Đánh giá
- Công nghệ
- cpp
- Lĩnh vực
- performance
- Loại issue
- Tính năng
- Độ khó
- 5/5
- Thời gian dự kiến
- Hơn một tuần
- Mức độ hoạt động
- Sôi nổi
- Độ rõ ràng
- Cần làm rõ
- Mức phù hợp với người mới
- 35/100